漿錨連接裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià).pdf

1、漿錨連接裝配式剪力墻是我國建筑工業(yè)化進(jìn)程中的重要結(jié)構(gòu)形式，具有性能可靠、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工速度快和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點(diǎn)。但是其裝配式拼縫的受力復(fù)雜以及抗震設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)的缺少，限制了漿錨連接裝配式剪力墻的推廣應(yīng)用?；诖爽F(xiàn)狀，以更好的推廣裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用和推進(jìn)我國的建筑工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展為目的。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，選取在我國具有比較廣泛應(yīng)用前景的漿錨連接裝配式剪力墻，以漿錨連接裝配式拼縫的內(nèi)力組成和

2、構(gòu)造特點(diǎn)為依據(jù)，研究了改進(jìn)型金屬波紋管成孔鋼筋漿錨連接件的受力特點(diǎn)、拼縫的力學(xué)性能及承載力設(shè)計(jì)方法，并對(duì)實(shí)體拼縫和分層殼單元的整體結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬方法和抗震性能評(píng)價(jià)方法開展了較為系統(tǒng)的研究，之后根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和論文的研究結(jié)果，對(duì)漿錨連接裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討。本文對(duì)漿錨連接裝配式剪力墻的抗震設(shè)計(jì)提出了一定的建議，對(duì)漿錨連接裝配式剪力墻拼縫技術(shù)的發(fā)展以及漿錨連接裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)在我國的推廣應(yīng)用起到了一定的推進(jìn)作用。本文取得

3、的主要成果包括:
　　第一，根據(jù)漿錨鋼套筒連接的傳力機(jī)理，采用數(shù)值模擬方法分析了改進(jìn)型金屬波紋管成孔鋼筋漿錨連接件的受力機(jī)理，通過連接件的內(nèi)力分布可知:改進(jìn)型金屬波紋管成孔鋼筋漿錨連接件通過設(shè)置較強(qiáng)的墻體約束箍筋和較長的鋼筋搭接長度，在無特殊加工要求的情況下實(shí)現(xiàn)了縱向鋼筋在漿錨區(qū)段的有效連接，該種連接形式在經(jīng)濟(jì)造價(jià)方面更為優(yōu)越。
　　第二，提出了包含鋼筋銷鍵剪切力、鋼筋軸向拉壓力、混凝土壓力和界面摩擦力四組主要內(nèi)力的漿錨連接

4、裝配式拼縫承載力計(jì)算模型。根據(jù)鋼筋銷鍵剪切應(yīng)力的數(shù)值模擬，得到了鋼筋銷鍵剪切應(yīng)力在拉壓不同狀態(tài)下的力學(xué)特點(diǎn)，之后將拉壓不同狀態(tài)下的縱向連接鋼筋銷鍵剪切應(yīng)力分布簡化為銷鍵剪切力均勻分布，并在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)型金屬波紋管成孔鋼筋漿錨連接裝配式剪力墻的壓彎承載力計(jì)算方法。計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析表明，該壓彎承載力計(jì)算方法較為可靠。此外，還給出了拼縫的抗剪承載力計(jì)算公式。
　　第三，通過改進(jìn)型金屬波紋管成孔鋼筋漿錨裝配式剪力墻空間結(jié)構(gòu)模型的試

5、驗(yàn)研究，確定了裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理、內(nèi)力分布規(guī)律以及屈服荷載、極限荷載、屈服位移、極限位移等關(guān)鍵力學(xué)性能參數(shù)。并確定了拼縫界面相對(duì)滑移對(duì)裝配式剪力墻力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:1.空間結(jié)構(gòu)模型在低周反復(fù)荷載作用下，連梁兩端率先出現(xiàn)塑性鉸，剪力墻構(gòu)件出現(xiàn)彎剪裂縫，并最終在拼縫截面發(fā)生受彎破壞，但連梁的力學(xué)性能偏弱。2.空間結(jié)構(gòu)模型的承載力較高、延性較低，但總體抗震耗能性能良好。3.拼縫界面的相對(duì)滑移對(duì)拼縫力學(xué)性能起到明顯的削弱

6、作用，過大的相對(duì)滑移會(huì)造成拼縫的過早屈服和拼縫界面的集中開裂，對(duì)墻肢滯回耗能性能產(chǎn)生不利影響。
　　第四，根據(jù)前期研究得到的空間結(jié)構(gòu)模型內(nèi)力分布特點(diǎn)和破壞機(jī)理，對(duì)裝配式拼縫的有限元數(shù)值模擬方法進(jìn)行了研究，并提出了裝配式拼縫的接觸單元數(shù)值模擬方法，實(shí)現(xiàn)了裝配式剪力墻構(gòu)件真實(shí)試驗(yàn)加載狀況的有限元數(shù)值模擬。之后通過數(shù)值模擬對(duì)空間結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)力分布和混凝土損傷規(guī)律進(jìn)行了研究，進(jìn)一步揭示了空間結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)力分布特點(diǎn)和破壞規(guī)律，為試驗(yàn)提供了較

7、為可靠的補(bǔ)充計(jì)算結(jié)果。其中，數(shù)值模擬得到的混凝土壓縮損傷因子和混凝土拉伸損傷因子對(duì)空間結(jié)構(gòu)模型破壞形態(tài)和裂縫開展形態(tài)的預(yù)測(cè)與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果符合較好，并且拼縫縱向連接鋼筋在座漿層位置的應(yīng)力集中分布為分層殼單元的整體結(jié)構(gòu)有限元模型中拼縫的處理方法提供了參考。
　　第五，根據(jù)有限元軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)有限元建模中樓層較多且工作量大的現(xiàn)狀，提出了標(biāo)準(zhǔn)層組裝快速建模方法。之后結(jié)合裝配式拼縫承載力計(jì)算模型及裝配式拼縫的接觸單元數(shù)值模擬方法，

8、并通過對(duì)江蘇省某裝配式剪力墻高層住宅結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析、Pushover分析和動(dòng)力時(shí)程分析的數(shù)值模擬，驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)層組裝快速建模方法得到的整體結(jié)構(gòu)有限元模型的計(jì)算可靠性。
　　第六，對(duì)采用分層殼單元的整體結(jié)構(gòu)有限元模型中漿錨連接裝配式拼縫的數(shù)值模擬方法進(jìn)行了研究，提出了通過在整體結(jié)構(gòu)模型中設(shè)置縱向連接鋼筋強(qiáng)度折減層的方法，實(shí)現(xiàn)裝配式拼縫的不利影響規(guī)律在整體結(jié)構(gòu)有限元數(shù)值模擬中的體現(xiàn)。后續(xù)計(jì)算結(jié)果證明該方法在滿足計(jì)算效率和計(jì)算穩(wěn)定性的前

9、提下能夠體現(xiàn)裝配式拼縫對(duì)整體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的削弱作用。
　　第七，采用能力譜法和滯回耗能法對(duì)試點(diǎn)工程全裝配式剪力墻高層住宅結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗震性能評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了考慮裝配式拼縫不利影響下，將現(xiàn)有抗震性能評(píng)價(jià)方法在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，抗震性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明該試點(diǎn)工程結(jié)構(gòu)的抗震性能滿足要求。同時(shí)，所采用的抗震性能參數(shù)計(jì)算方法和數(shù)值模擬方法能夠?yàn)榻窈笱b配式結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)價(jià)提供了重要參考。
　　最后，結(jié)合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)漿錨連接裝配式剪力墻